棉花打包機(jī)設(shè)計(jì)

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本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目 棉花打包機(jī)的設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 2016 年 3 月 摘要 本次設(shè)計(jì)的題目是棉花打包機(jī)的設(shè)計(jì) 棉花打包機(jī)它具有結(jié)構(gòu)新穎 技術(shù)含量 高 剛性和穩(wěn)定性好 自動(dòng)化程度高 造型美觀 節(jié)能等特點(diǎn) 本機(jī)為上頂式 所 以棉花無(wú)污染 采用 V 帶傳動(dòng)通過(guò)齒輪傳動(dòng)從而帶動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng) 滾珠絲桿的升 降從而帶動(dòng)壓棉板的升降 從而來(lái)進(jìn)行棉花的壓縮 打包 該機(jī)是機(jī) 電一體化產(chǎn) 品的典型代表 傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)棉花打包的方法都是依靠人工的方式 工作效率低下 與此同時(shí) 打包質(zhì)量也得不到保證 而本課題所設(shè)計(jì)的棉花打包機(jī) 能夠?qū)崿F(xiàn)棉花的自動(dòng)打包 在人工打包的基礎(chǔ)上面大大地提高了生產(chǎn)效率 降低了勞動(dòng)成本 特別與發(fā)達(dá)國(guó)家 的棉花打包設(shè)備相比 還是有一定的差距 因此本次棉花打包機(jī)的設(shè)計(jì)具有重要意 義 關(guān)鍵詞 棉花打包機(jī) 傳動(dòng) 效率 設(shè)計(jì) ABSTRACT The topic of this design is the design of cotton packing machine It has the characteristics of novel structure high technology content good rigidity and stability high degree of automation beautiful appearance energy saving and so on The machine is on top so cotton without pollution the V belt transmission through the transmission gear to drive the ball screw rod to rotate the lifting of the ball screw so as to drive the pressing cotton plate movements so as to carry out cotton compressed packaged the machine is mechanical electrical integration products typical and representative Traditional cotton packing method is by means of artificial work efficiency is low At the same time packing quality also can not be guaranteed but this topic design of cotton balers cotton can be achieved automatic packaging in artificial package based on greatly provided high production efficiency reduce the labor cost especially with the developed countries of the cotton packing equipment or have a certain gap so the cotton packing machine design has important significance Key words Cotton packing machine transmission efficiency design 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 引 言 1 1 1 課 題 的 來(lái) 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 1 1 2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 2 2 棉 花 打 包 機(jī) 總 體 方 案 的 設(shè) 計(jì) 3 2 1 棉 花 打 包 機(jī) 的 工 作 原 理 9 2 2 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 分 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 11 2 2 1 電 機(jī) 的 選 型 計(jì) 算 13 2 2 2 V 帶 傳 動(dòng) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 14 2 2 3 滾 珠 絲 桿 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 16 2 2 4 齒 輪 傳 動(dòng) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 18 2 2 5 平 鍵 的 選 型 計(jì) 算 18 3 棉 花 打 包 機(jī) 中 主 要 零 件 的 三 維 建 模 19 3 1 滾 珠 絲 桿 的 三 維 建 模 22 3 2 固 定 座 的 三 維 建 模 24 3 3 齒 輪 的 三 維 建 模 25 3 4 棉 花 打 包 機(jī) 的 三 維 建 模 26 4 各 主 要 零 部 件 強(qiáng) 度 的 校 核 27 4 1 機(jī) 架 強(qiáng) 度 的 校 核 與 計(jì) 算 28 4 2 齒 輪 強(qiáng) 度 的 校 核 計(jì) 算 29 結(jié) 論 30 致 謝 31 參 考 文 獻(xiàn) 32 0 1 引言 1 1 課 題 的 來(lái) 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 棉花打包機(jī)自從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始就陸續(xù)地被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)方面 但傳統(tǒng)的棉 花打包機(jī)由于打包精度不高 速度緩慢 有好多工廠仍然采用人工打包的方式 這 種人工打包的方式勞動(dòng)效率低下 所以此次設(shè)計(jì)的棉花打包機(jī) 在傳統(tǒng)的棉花打包 機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新 應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力機(jī)構(gòu) 從而來(lái)克服以往的棉花 打包機(jī)所不能克服的問(wèn)題 對(duì)后續(xù)的棉花打包機(jī)的設(shè)計(jì)制造有一定的參考意義和價(jià) 值 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有 一些專(zhuān)業(yè)知識(shí)是必不可 少的 但是過(guò)度的專(zhuān)業(yè)知識(shí)分割 使視野狹隘 可以多多參加技術(shù)交流 和參加科 研項(xiàng)目 縮小范圍 提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù) 提高外部條件變化的適應(yīng) 能力 封閉的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的太狹隘 考慮的問(wèn)題太特殊 在工作中協(xié)調(diào)困難 不利于 自我提高 我國(guó)生產(chǎn)的棉花打包機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋 切割效率始終不高 雖然經(jīng)過(guò)幾十年 的發(fā)展 近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高 但受?chē)?guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影 響 我國(guó)目前生產(chǎn)的棉花打包機(jī)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大 差距 棉花打包機(jī)的生產(chǎn)也是如此 為滿足市場(chǎng)需求 開(kāi)發(fā)出一種新型的棉花打包 機(jī)勢(shì)在必行 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有 一些專(zhuān)業(yè)知識(shí)是必不可 少的 但是過(guò)度的專(zhuān)業(yè)知識(shí)分割 使視野狹隘 可以多多參加技術(shù)交流 和參加科 研項(xiàng)目 縮小范圍 提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù) 提高外部條件變化的適應(yīng) 能力 封閉的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的太狹隘 考慮的問(wèn)題太特殊 在工作中協(xié)調(diào)困難 不利于 自我提高 因此 自上世紀(jì)第二十年代末 出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì) 人們?cè)絹?lái)越重視 基礎(chǔ)理論 拓寬領(lǐng)域 對(duì)專(zhuān)業(yè)合并的分化 機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量 提高勞動(dòng)生產(chǎn) 率 提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo) 并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品 在未來(lái) 新產(chǎn)品的 開(kāi)發(fā) 降低資源消耗 清潔的可再生能源 成本的控制 減少或消除環(huán)境污染作為 一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù) 機(jī)器能完成人的手和腳 耳朵和眼睛等等器官完全不能 直接完成的任務(wù) 現(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多 更精美的越來(lái)越復(fù)雜 很多幻想成為過(guò)去的現(xiàn)實(shí) 人類(lèi)現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙 潛入海洋 數(shù)十億 光年的密切觀察 細(xì)胞和分子 電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件 人類(lèi)的新興科學(xué)已經(jīng)開(kāi)始 1 加強(qiáng) 并部分代替人腦科學(xué) 這是人工智能 這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用 但在未來(lái)幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡 人類(lèi)智慧的增長(zhǎng)并沒(méi)有減少手的效 果 而是要求越來(lái)越精致 手工制作 更復(fù)雜的工作 從而促進(jìn)手功能 又一方面 實(shí)踐促進(jìn)人腦智力 在人類(lèi)的進(jìn)化過(guò)程中 以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中 大腦和手 是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化 大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系 唯一不同的是 智能硬件還需要 使用機(jī)械制造 在過(guò)去 各種機(jī)械離不開(kāi)人類(lèi)的操作和控制 反應(yīng)速度和運(yùn)算精度 的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng) 人工智能將消除這種限制 相互促進(jìn) 計(jì)算 機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行 將在更高層次的新一輪發(fā)展的開(kāi)始使機(jī)械工程 在第十九世紀(jì) 機(jī)械工程的知識(shí)總量仍然是有限的 大學(xué)在歐洲 它與一般的土木 工程是一門(mén)綜合性的學(xué)科 稱(chēng)為土木工程 下半場(chǎng)的第十九個(gè)世紀(jì)成為一門(mén)獨(dú)立的 學(xué)科 在第二十世紀(jì) 隨著機(jī)械工程和知識(shí)增長(zhǎng)的發(fā)展開(kāi)始分解 機(jī)械工程專(zhuān)業(yè) 有分支機(jī)構(gòu) 在第二十世紀(jì)中期趨勢(shì)分解 在時(shí)間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié) 束時(shí)達(dá)到的峰值 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個(gè)人掌握所有 一些專(zhuān)業(yè)是 必不可少的 但是過(guò)度的專(zhuān)業(yè)知識(shí)使分割 視野狹隘 可以查看和統(tǒng)籌大局和全球 工程和技術(shù)交流 縮小范圍 新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù) 外部條件變化的適應(yīng) 能力差 封閉的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的專(zhuān)家太狹 考慮的問(wèn)題太特殊 在工作協(xié)調(diào)困難 不利 于自我提高 因此 自上世紀(jì)第二十年代末 出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì) 人們?cè)絹?lái)越重 視基礎(chǔ)理論 拓寬領(lǐng)域 對(duì)專(zhuān)業(yè)合并的分化 綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識(shí)循環(huán)過(guò)程的 合成 是合理和必要的 本次設(shè)計(jì)的此種棉花打包機(jī)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高棉花的打 包能力和質(zhì)量 為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面 以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來(lái)顯著的進(jìn) 步 同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展 目前半自動(dòng)棉花打包機(jī)將逐漸被全自動(dòng)棉花打包機(jī)所代替 傳統(tǒng)的機(jī)械式的棉 花打包機(jī)已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場(chǎng)的需要 迫切需要各種多功能的棉花打包機(jī)來(lái) 滿足市場(chǎng)需求 因此上海格爾公司加大人力開(kāi)發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十種類(lèi)型的棉花打包 機(jī) 然而我國(guó)所需的棉花打包機(jī)全部依賴進(jìn)口 這使得國(guó)產(chǎn)機(jī)械人配備棉花打包機(jī) 后 成本增加很大 而裝備自行開(kāi)發(fā)生產(chǎn)棉花打包機(jī) 其成本提高不大 說(shuō)明棉花 打包機(jī)的市場(chǎng)前景令人樂(lè)觀 2 隨著國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展 世界棉花打包機(jī)以采用新材料 新技術(shù) 新 工藝 新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ) 二十世紀(jì)以來(lái) 德國(guó)的 SMATE 公司將新開(kāi)發(fā)的棉花打包機(jī)應(yīng)用 到該公司的子公司 一個(gè)專(zhuān)業(yè)加工棉花的機(jī)械公司 經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行 為該公司創(chuàng)造 了不菲的利潤(rùn) 繼德國(guó)的 SMATE 公司之后 法國(guó)的 SHATE 公司也看到了棉花打包機(jī) 的利潤(rùn)所在 投入了相當(dāng)大的人力和精力來(lái)開(kāi)發(fā)研制棉花打包機(jī) 并且與二十世紀(jì) 中期投入到了北美等市場(chǎng) 當(dāng)前 全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力 都大力進(jìn)行棉花打包機(jī)的研發(fā)工作 現(xiàn)在國(guó)外等著名棉花打包機(jī)的品牌中 都有棉 花打包機(jī)的銷(xiāo)售 全世界棉花打包機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛 有一點(diǎn)值得注意的是 棉 花打包機(jī)的市場(chǎng) 由最初的日本 歐洲 已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng) 因此棉花打包機(jī)是 當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢(shì) 西方資本主義國(guó)家有巨大的 棉花打包機(jī)銷(xiāo)售市場(chǎng) 其工業(yè)的發(fā)展也變得越來(lái)越快捷和發(fā)達(dá) 這都和棉花打包機(jī) 的發(fā)展從而帶動(dòng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)關(guān)系 目前國(guó)外各個(gè)西方資本主義國(guó)家都在加大力度研發(fā)新型的多功能棉花打包機(jī) 我國(guó)從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始生產(chǎn)棉花打包機(jī) 于 1980 年自行設(shè)計(jì)制造出不同功能和 形式的棉花打包機(jī)之后 為了適應(yīng)棉花加工廠家的需要 1999 年又制造了基于 PLC 的棉花打包機(jī) 并且經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用 該棉花打包機(jī)已經(jīng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用 逐漸邁出了國(guó)內(nèi)的市場(chǎng) 在西方資本主義國(guó)家已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用和發(fā)展 常見(jiàn) 的棉花打包機(jī)如下圖 1 圖 2 所示 3 圖 1 4 圖 2 1 2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 本論文主要是對(duì)棉花打包機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 了解棉花打包機(jī)的具體 結(jié)構(gòu)組成和動(dòng)作過(guò)程等 本次設(shè)計(jì)的題目是棉花打包機(jī)的設(shè)計(jì) 其主要研究?jī)?nèi)容如下 1 到圖書(shū)館里查閱大量相關(guān)知識(shí)的資料 搜集各類(lèi)棉花打包機(jī)的原理及結(jié)構(gòu) 挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí) 2 分析棉花打包機(jī)的結(jié)構(gòu)與參數(shù) 3 確定設(shè)計(jì)總體方案 5 4 確定具體設(shè)計(jì)方案 包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 打包機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 電機(jī) 滾珠 絲桿等的選型設(shè)計(jì)等等 5 棉花打包機(jī)的三維圖的繪制 CAD 裝配圖 零件圖的繪制 6 說(shuō)明書(shū)的整理 2 棉花打包機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 2 1 棉 花 打 包 機(jī) 的 工 作 原 理 本次設(shè)計(jì)的題目是棉花打包機(jī)的設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)查找各類(lèi)資料和參考文獻(xiàn) 到今天 總算完成了 通過(guò)本次設(shè)計(jì) 再次提出了利用三維軟件的水平 并吸收了大量的經(jīng) 驗(yàn) 總結(jié)出以下幾點(diǎn) 關(guān)于圖紙的繪制方面 當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出 不考慮圖紙 尺寸不合適的 基于三維零件圖 裝配時(shí)必須考慮的大小是合適的 因?yàn)?AutoCAD 繪圖效果不好 也會(huì)引起的尺寸誤差 和甚至出現(xiàn)欠定義大小 因此 必須通過(guò)在 這個(gè)時(shí)候?qū)α慵M(jìn)行測(cè)量 進(jìn)行修改 直到符合要求 該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映 射 通過(guò)選擇部分的類(lèi)型 標(biāo)準(zhǔn)件 可以生成 但有時(shí)需要在工具集使用部分可能 找不到 所以在這個(gè)時(shí)候隨機(jī)應(yīng)變 其他部分而不是通過(guò)修改或滿足要求增加組件 的使用 三維地圖應(yīng)該是靈活的 解決問(wèn)題的方法總比問(wèn)題多 當(dāng)一個(gè)方法不能正 常映射 試試另一種方法 它不僅可以完成零件的生產(chǎn) 而且還可以開(kāi)發(fā)映射一個(gè) 更好的主意 并打破了新思想的規(guī)則 該棉花打包機(jī)主要是采用電機(jī)通過(guò) V 帶傳動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲桿旋轉(zhuǎn) 從而實(shí)現(xiàn)壓棉 板的升降 從而來(lái)實(shí)現(xiàn)棉花的打包功能 由于壓棉板上面安裝有刀具 這樣當(dāng)棉花 放在待打包的區(qū)域后 通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)使壓棉板下降 從而對(duì)下面的棉花 進(jìn)行壓縮 切割 然后電機(jī)反轉(zhuǎn) 從而帶動(dòng)壓棉板上升 人工就可以講壓縮 切割 好的棉花取出來(lái) 其具體結(jié)構(gòu)原理圖如下圖 3 所示 6 圖 3 結(jié)構(gòu)原理圖 2 2 機(jī) 械 傳 動(dòng) 部 分 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 2 2 1 電 機(jī) 的 選 型 計(jì) 算 棉花打包機(jī)是通過(guò)電機(jī)通過(guò) V 帶傳動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲桿旋轉(zhuǎn) 從而實(shí)現(xiàn)壓棉板的升 降 從而來(lái)實(shí)現(xiàn)棉花的打包功能 該棉花打包機(jī)采用普通三相電機(jī)通過(guò)帶動(dòng)齒輪傳 動(dòng)從而通過(guò)滾珠絲桿螺母副實(shí)現(xiàn)壓棉板的升降來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)棉花的打包的功能 具體的 電機(jī)選型計(jì)算過(guò)程如下 N 3 KW WG 7 G 棉花打包機(jī)的生產(chǎn)能力 230kg h W 打包 1kg 棉花耗用能量 其值與棉花厚度有關(guān) d 小則 w 大 當(dāng) d 5mm 取 w 0 0030kw h kg 傳動(dòng)效率 取 0 85 所以根據(jù) N 3kw n 1440r min 查表得 92BL4020L1 LK B 電機(jī)的結(jié)構(gòu) 8 具體的電機(jī)外觀圖如下圖 4 所示 圖 4 Y112M 6 電動(dòng)機(jī)外觀圖 2 2 2 V 帶 傳 動(dòng) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 1 設(shè)計(jì)功率 dP 在這里 我們?nèi)?3 0KW kwKA8 24 1 dP 工況系數(shù) 根據(jù)系統(tǒng)工況 取 1 2 AK P 傳遞的功率 2 選定帶型 根據(jù) 和 選取普通 V 帶 A 型 小帶輪轉(zhuǎn)速為 1440r mindp1n1n 3 傳動(dòng)比 1 76 0i2i1mi 876 40r 4 小帶輪基準(zhǔn)直徑 mm 1d 查表得 263mm 而1 263mm 故合適 1dmind 1 76x 463mm 21 6 帶速驗(yàn)算 smvndv 8 1910642310ax 7 初定軸間距 mm a md45 2210 9 8 所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mm 0dL 0 204 212210 adaLdd 88 1005mm 根據(jù)系統(tǒng)工況 選取帶型為 A 1000 9 實(shí)際軸間距 a mLd 5 281052800 10 帶輪包角 1 3 578121 ad 0 64 11 單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號(hào) 和 普通 V 帶取 1 32kw 1dn 12 時(shí)單根 V 帶型額定功率增量1 i 1P 根據(jù)帶型號(hào) 和 取 0 15kw1i 13 V 帶的根數(shù) Z Z 39 287 096 5 032 4 1 LadkpP 小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8 1 23 取 0 96ak 帶長(zhǎng)修正系數(shù)查 B1 表 8 1 8 取 0 87L 14 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F 20 15 2 mvZPkFda 254 710 4896 134 N m V 帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量 kg m 查 B1 表 8 1 24 取 0 1k gm 10 15 作用在軸上的力 F 10682sin4132sin20 NZF 59ii30max 考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1 5 倍 ax 16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度 又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好 質(zhì)量分布均勻 重量輕 并 避免由于鑄造而產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力 帶輪的材料為 HT200 查 B1 表 8 1 10 得基準(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸 根據(jù) 帶輪的基準(zhǔn)直徑查表確定輪輻如下圖 5 所示 圖 5 帶輪 2 2 3 滾 珠 絲 桿 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 1 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 11 根據(jù)相關(guān)資料 查得 V 8m minmax n 1000r min 代入得 P 1 516mm h 由于計(jì)算出的 P 值應(yīng)取較大值圓整 因此 h P 1 5mm h 2 確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷 1 各種切削方式下 絲杠轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 V 0 6 V 0 8 V 1 V 8 234 代入得 n 100 n 133 n 167 n 133312 4 2 各種切削方式下 絲杠軸向載荷 由表 1 查得 12 已知 W 3000N W 5000N12 代入得 3 當(dāng)量轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 代入得 n 267r minm 3 當(dāng)量載荷 代入得 F 1380N m 3 預(yù)期額定動(dòng)載荷 1 按預(yù)期工作時(shí)間估算 13 按表 9 查得 輕微沖擊取 fw 1 3 按表 7 查得 1 3 取 按表 8 查得 可靠性 97 取 fc 0 44 已知 Lh 20000 小時(shí) 代入得 C 27899Nm 2 擬采用預(yù)緊滾珠絲杠副 按最大負(fù)載 Fmax 計(jì)算 按表 10 查得 中預(yù)載取 Fe 4 5 代入得 取以上兩種結(jié)果的最大值 C 27899Nm 4 確定允許的最小螺紋底徑 1 估算絲杠允許的最大軸向變形量 1 3 1 4 重復(fù)定位精度 1 4 1 5 定位精度 最大軸向變形量 m 已知 重復(fù)定位精度 10 m 定位精度 25 m 3 6 取兩種結(jié)果的小值 3 m 2 估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸 取兩端固定的支承形式 14 1 1 1 2 行程 10 14 已知 行程為 1000mm W 3000N 0 210 代入得 F 600N0 D 20 04mmm2 5 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號(hào) 1 選內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式法蘭 直筒雙螺母型墊片預(yù)形式 2 由計(jì)算出的 在樣本中取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副 FFZD4008 5 P 8mm h C 30700 C 27899aam 6 確定滾珠絲杠副預(yù)緊力 其中 7 行程補(bǔ)償值與與拉伸力 1 行程補(bǔ)償值 15 式中 2 4 2 預(yù)拉伸力 代入得 8 滾珠絲杠副工作圖設(shè)計(jì) 1 絲杠螺紋長(zhǎng)度 Ls Ls Lu 2Le 由表二查得余程 Le 40 繪制工作圖 2 兩固定支承距離 L1 按樣本查出螺母安裝聯(lián)接尺寸 絲杠全長(zhǎng) L 3 行程起點(diǎn)離固定支承距離 L0 由工作圖得 Ls 890 L1 1000 L 1000 L0 30 得 KC 920 N m 9 剛度驗(yàn)算及精度選擇 16 1 N m N m F0 已知 W1 5000 N 0 2 F0 1000 N F0 靜摩擦力 N 靜摩擦系數(shù) W1 正壓力 N 2 驗(yàn)算傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 Kmin Kmin 傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 N 已知反向差值或重復(fù)定位精度為 10 Kmin 222 160 3 傳動(dòng)系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差 1 7 m 17 4 確定精度 V300p 任意 300mm 內(nèi)的行程變動(dòng)量對(duì)半閉環(huán)系統(tǒng)言 V300p 0 8 定位精度 定位精度為 20 m 300 V300p 14 3 m 絲杠精度取為 3 級(jí) V300p 12 m 14 3 5 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號(hào) 已確定的型號(hào) WWCM 公稱(chēng)直徑 12 導(dǎo)程 3 螺紋長(zhǎng)度 900 絲杠全長(zhǎng) 1000 P 類(lèi) 3 級(jí)精度 FFZD4010 3 P3 1410 1290 10 驗(yàn)算臨界壓縮載荷 Fc N 絲杠所受最大軸向載荷 Fmax 小于絲杠預(yù)拉伸力 F 不用驗(yàn)算 11 驗(yàn)算臨界轉(zhuǎn)速 nc f 10 nc 臨界轉(zhuǎn)速 n min f 與支承形式有關(guān)的系數(shù) 絲杠底徑 臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度 mm 由表 14 得 f 21 9 由樣本得 d2 34 3 由工作圖及表 14 得 Lc2 L1 L0 18 4310 nmax 1500 12 驗(yàn)算 Dn Dpw nmax D pw 滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑 mm nmax 滾珠絲杠副最高轉(zhuǎn)速 n min Dpw 41 4mm 2 2 4 齒 輪 傳 動(dòng) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 1 材料選擇 因傳動(dòng)尺寸無(wú)嚴(yán)格限制 批量較小 故小齒輪用 45 調(diào)質(zhì) 硬度 230HB 280HB 平均取為 260HB 大齒輪用 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度 229HB 286HB 平均 取為 265HB 選齒輪精度為 7 級(jí) 2 節(jié)錐角的計(jì)算 3 11 1cot i 3 12 062 1cot ari 3 13 2 5476029 由文獻(xiàn) 2 表 可知 34 3 14 8 15 06 2cosin1cosin212mi ahz 式中 齒頂高系數(shù) a ah 取小齒輪齒數(shù) 251 z 3 15 8 49306 2 i 取大齒輪齒數(shù) z 3 根據(jù)工作條件的要求 大端模數(shù)為 3 16 3 m 4 齒輪分度圓的直徑 19 mm 3 17 75231 mzd mm 3 18 042 X 5 錐距 mm 3 19 86 349260321 dR 6 齒輪齒頂 齒根圓直徑 由文獻(xiàn) 3 表 可知 90 齒頂高 mm 3 20 12 mha 齒頂圓直徑 mm 3 21 8062cos360cos 11 aad mm 3 22 154722 22 h 齒根高 mm 3 23 14 01 mcaf 齒輪基圓直徑 mm 3 24 7528 0365 1 Rmd mm 3 25 1102 7 齒寬 由文獻(xiàn) 2 表 可知 314 mm 3 26 086 92 0 Rb 8 節(jié)圓周速度 m s 3 27 48 15314 631ndv 2 2 5 平 鍵 的 選 型 計(jì) 算 20 平鍵作為機(jī)械零件的一種 在機(jī)械設(shè)備的組裝過(guò)程中有著相當(dāng)重要的意義 特 別是在對(duì)于軸和孔配合的場(chǎng)所 應(yīng)用尤為重要 起到傳遞轉(zhuǎn)矩的作用 鍵的類(lèi)型可 根據(jù)使用要求 工作條件和聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表 5 3 15 選定 鍵的長(zhǎng)度根據(jù)軸轂的長(zhǎng) 度從標(biāo)準(zhǔn)中選取 鍵的 b h 根據(jù)徑來(lái)確定 軸和帶輪的聯(lián)結(jié) d 50mm 選用 B16 20 B18 30 和 B14 50 的普通 B 型平鍵 鍵長(zhǎng)分別為 60 80 3 棉花打包機(jī)中主要零件的三維建模 3 1 滾 珠 絲 桿 的 三 維 建 模 3 2 固 定 座 的 三 維 建 模 21 22 3 3 齒 輪 的 三 維 建 模 3 4 棉 花 打 包 機(jī) 的 三 維 建 模 23 4 各主要零部件強(qiáng)度的校核 4 1 機(jī) 架 強(qiáng) 度 的 校 核 與 計(jì) 算 機(jī)架的選擇根據(jù)棉花打包機(jī)上面的所有組成部件 打包量的多少和重量來(lái)定 碳鋼焊接類(lèi)機(jī)架受力分析得出 由分析得出棉花打包機(jī)機(jī)架在平衡狀態(tài)下只受地面 對(duì)其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力 本次設(shè)計(jì)的機(jī)架圖紙如下圖 6 所示 圖 6 機(jī)架圖 即機(jī)架和打包體以及軸承等等給的壓力為 G G1 零部件重量 5000N 500Kg 500X2N 6000N 根據(jù)碳鋼類(lèi)機(jī)架承載力計(jì)算公式 M Pac L M 彎矩 P 集中力 a 集中力距支座距離 c 集中力距另一支座距離 L 跨 度 L a c 僅用于截面 bhW 12 f M W 材料的許用應(yīng)力 彈性抗拉強(qiáng)度 安全系數(shù) M Pac L 11960 xL 本次設(shè)計(jì)初定 L 為 1800mm 24 則 M 13456N M 初定方通為 140 x40 x6 計(jì)算 W 得出 bhW 12 210 4cm 462M3456f 1 350a 2 a0 cm由 于 NP 折算后位 270Mpa 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A 的抗拉強(qiáng)度為 375 500Mpa 由于 310Mpa 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 385Mpa 所以碳鋼機(jī)架滿足強(qiáng)度要求 4 2 齒 輪 強(qiáng) 度 的 校 核 計(jì) 算 兩齒輪材料均選用 40Cr 表面淬火 48 55HRC 查得 MPaF H350172lim1li 預(yù)期齒輪壽命 5 年 每天工作 12 小時(shí) 工作載荷為輕微沖擊 則 818260 12 5 60 7210Nanti 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 圖 得 98 0 2 361 NNYZ 1 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 載荷系數(shù) 取 K 1 5 查得 接觸應(yīng)力為 MPaZZEH8 19 0 5 2 2321 564710 6189 50 872 098EKTubd Pa MaSZHN08 96425 1370 min2l2i1l1 25 2 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 取 K 1 5 查表 許用彎曲應(yīng)力 68 1 5 421 sasaFFY minlFNSY 彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù) 取 25 1minF 則 1350 927 6FMPa 284 112 2001 5647 81563 48FaSFKTYbmZP 211 4681 4 855FaS MPaY 由上述計(jì)算可知 均滿足要求 26 總 結(jié) 時(shí)光荏苒 到今天 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算完成了 心里充滿感概和辛酸 在最近 的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟 不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí) 而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示 在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 會(huì)遇到不 清楚的作業(yè) 老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo) 確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是棉花 打包機(jī)的設(shè)計(jì) 通過(guò)初期的定稿 查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè) 讓我系統(tǒng)地了解到了 所學(xué)知識(shí)的重要性 從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易 需要不斷鉆研 不斷進(jìn)取才可要做的好 總之 本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下 在大學(xué)研究的 最后 感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué) 是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò) 在這里 我要對(duì)我的老師和同學(xué)們表示由衷的謝意 27 致 謝 直 到 今 天 論 文 總 算 完 成 了 我 的 心 里 感 到 特 別 高 興 和 激 動(dòng) 在 這 里 我 打 心 里 向 我 的 導(dǎo) 師 和 同 學(xué) 們 表 示 衷 心 的 感 謝 因 為 有 了 老 師 的 諄 諄 教 導(dǎo) 才 讓 我 學(xué) 到 了 很 多 知 識(shí) 和 做 人 的 道 理 由 衷 地 感 謝 我 親 愛(ài) 的 老 師 您 不 僅 在 學(xué) 術(shù) 上 對(duì) 我 精 心 指 導(dǎo) 在 生 活 上 面 也 給 予 我 無(wú) 微 不 至 的 關(guān) 懷 支 持 和 理 解 在 我 的 生 命 中 給 予 的 靈 感 所 以 我 才 能 順 利 地 完 成 大 學(xué) 階 段 的 學(xué) 業(yè) 也 學(xué) 到 了 很 多 有 用 的 知 識(shí) 同 時(shí) 我 的 生 活 中 的 也 有 了 一 個(gè) 明 確 的 目 標(biāo) 知 道 想 要 什 么 不 再 是 過(guò) 去 的 那 個(gè) 愛(ài) 玩 的 我 了 導(dǎo) 師 嚴(yán) 謹(jǐn) 的 治 學(xué) 態(tài) 度 創(chuàng) 新 的 學(xué) 術(shù) 風(fēng) 格 認(rèn) 真 負(fù) 責(zé) 無(wú) 私 奉 獻(xiàn) 寬 容 豁 達(dá) 的 教 學(xué) 態(tài) 度 都 是 我 們 應(yīng) 該 學(xué) 習(xí) 和 提 倡 的 通 過(guò) 近 半 年 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 查 找 各 類(lèi) 棉 花 打 包 機(jī) 的 相 關(guān) 資 料 論 文 終 于 完 成 了 我 感 到 非 常 興 奮 和 高 興 雖 然 它 是 不 完 美 的 是 不 是 最 好 的 但 在 我 心 中 它 是 我 最 珍 惜 的 因 為 我 是 怎 么 想 的 這 是 我 付 出 的 汗 水 獲 得 的 成 果 是 我 在 大 學(xué) 四 年 的 知 識(shí) 和 反 映 四 年 的 學(xué) 習(xí) 和 生 活 不 僅 豐 富 了 我 的 知 識(shí) 而 且 鍛 煉 了 我 的 個(gè) 人 能 力 更 重 要 的 是 來(lái) 自 老 師 和 同 學(xué) 的 潛 移 默 化 讓 我 學(xué) 到 很 多 有 用 的 知 識(shí) 在 這 里 謝 謝 老 師 以 及 所 有 關(guān) 心 我 和 幫 助 我 的 人 謝 謝 大 家 在 以 后 的 工 作 中 我 們 將 繼 續(xù) 努 力 爭(zhēng) 取 把 自 己 的 本 質(zhì) 工 作 做 好 在這個(gè)時(shí)候 我的心里特別想感謝我的父母 朋友和同學(xué)們的幫助 在做設(shè)計(jì) 感覺(jué)受挫 枯燥與迷茫時(shí) 是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?鼓勵(lì)我不要?dú)怵H 勇敢 面對(duì) 每周一次和父母的通話 與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松 斗志倍增 以飽滿的熱情重新投入到工作中去 感謝他們 正是他們的不懈支持和充分理解才 能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 有了他們的支持和鼓勵(lì) 我才有今天 謝謝大家 28 參考文獻(xiàn) 1 李利編著 棉花打包機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用 北京 電子工業(yè)出版社 2000 2 黃新著 邵遠(yuǎn)編著 棉花打包機(jī)的原理及應(yīng)用 北京 高等教育出版社 1996 3 譚勇著 實(shí)用技術(shù)速查手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 12 4 李寶仁著 氣動(dòng)技術(shù) 低成本綜合自動(dòng)化 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 9 5 宋學(xué)義著 棉花打包機(jī)速查手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 3 6 陳奎生著 氣與氣壓傳動(dòng) 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2008 5 7 SMC 中國(guó) 有限公司 棉花打包機(jī)實(shí)用技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 10 8 徐文燦著 棉花打包機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 9 曾孔庚 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